Страница 10 из 11
Рис. 3.13. Схема пылеприготовления с мельницей-вентилятором М-В 2700/850/590 блока 150 МВт: 1 – бункер топлива; 2 – отсекающий шибер; 3 – питатель сырого топлива; 4 – сушильная шахта; 5 – мельница-вентилятор; 6 – инерционный сепаратор; 7 – горелочное устройство; 8 – окно отбора газов для сушки топлива; 9 – смесительная камера; 10 – отключающий шибер; 11 – котел; 12 – дутьевой вентилятор; 13 – воздуховод горячего воздуха; 14 – воздухоподогреватель; 15 – взрывной клапан; 16 – клапан присадки холодного воздуха; 17 – мигалка; 18 – форсунка для впрыска воды; 19 – пыледелитель; 20 – газопровод дымовых газов; 21 – смесительная камера газов и горячего воздуха; 22 – пылеконцентратор; 23 – сбросная горелка
Мельница-вентилятор для высоковлажного бурого угля – агрегат, состоящий из улитки-корпуса и консольного мелющего колеса, состоящего из основного диска, покрывающего диска и лопаток. Корпус изнутри покрыт броневыми плитами толщиной 70–80 мм. На каждой лопатке закреплена изнашивающаяся сменная часть толщиной 30–50 мм. Вал, на котором сидит мелющее колесо, опирается на подшипники и через муфту соединяется с электродвигателем.
Входной патрубок выполнен в виде открывающейся или отодвигаемой дверки, что позволяет производить замену мелющего колеса. Узел крепления дверки к корпусу для М-В небольшой производительности выполняют в виде консольной подвески. Но для более крупных мельниц-вентиляторов, когда масса дверки приближается или даже превышает Ют, дверку подвешивают на балки и оснащают колесиками, которые по направляющим позволяют свободно открывать ее в осевом направлении.
Для замены мелющего колеса используют специальные автопогрузчики, которые должны иметь доступ к мельнице-вентилятору со стороны открывающейся дверцы.
Основным изготовителем мельниц-вентиляторов в России является Сызранский завод тяжелого машиностроения в Самарской области (ОАО «Тяжмаш»). В табл. 3.2 приведены характеристики М-В, выпускаемых этим заводом в последние годы.
Таблица 3.2. Мельницы-вентиляторы завода «Тяжмаш»
*Цифры типоразмера соответствуют: наружному диаметру рабочего колеса, мм; ширине лопаток, мм; частоте вращения ротора, об/мин.
Стремление к повышению интенсивности размола топлива в мельницах-вентиляторах привело к установке перед лопаточным колесом дополнительных бил, закрепляемых обычно на консольном валу во всасывающем патрубке мельниц. На рис. 3.14 показана двухопорная мельница-вентилятор с четырехрядными предвключенными билами производительностью 80 т/ч по бурому углю.
Рис. 3.14. Мельница-вентилятор двухопорного типа: 1 – вал; 2 – упорный подшипник; 3 – броня улитки; 4 – приемный патрубок; 5 – предвключенные била; 6 – выступ мелющей лопатки; 7 – электродвигатель; 8 – штурвал для прижатия люка; 9 – окно для замены лопаток и бил
Предвключенные била измельчают уголь до его поступления в ротор и увеличивают равномерность распределения топлива по его окружности. Опыт эксплуатации мельниц-вентиляторов подтверждает, что замена обычной М-В на М-В с предвключенными билами значительно уменьшает долю грубых фракций с размером более 1000 мкм.
3.1.4. Пылеконцентраторы
В последние десятилетия при использовании высоковлажных и низкокалорийных твердых топлив на тракте между мельницей и горелкой стали устанавливать пылеконцентраторы (рис. 3.15). Необходимость их установки объясняется следующим образом.
Рис. 3.15. Схема пылеконцентратора: 1 – корпус; 2 – завихритель; 3 – рассекатель; 4 – основной отвод; 5 – сбросной отвод
При сжигании, например, болгарского лигнита с Qir = 5,46 МДж/кг и Wr = 56 % теоретическая (адиабатическая) температура горения составляет всего 1373 К (1100 °С). Столь низкое значение ϑa объясняется не только большой влажностью, но и сушкой топлива газами рециркуляции для получения достаточно подсушенной пыли. Подача в ядро горения вместе с топливом большого количества инертных газов приводит к дополнительному снижению теоретической температуры горения топлива. Расчеты показывают, что, например, для получения достаточно сухой пыли (Wpf <20 %) при размоле болгарских бурых углей доля газа, идущего на сушку, а затем вдуваемого вместе с пылью в ядро факела в виде сравнительно холодного агента (140–200 °С), составляет 40–60 % всех топочных газов. Кроме того, наличие в первичной аэросмеси такого большого количества инертного продукта и водяного пара уменьшает концентрацию кислорода, что также затрудняет нормальное развитие топочного процесса.
Для надежного сжигания высоковлажных углей типа болгарского бурого, путем повышения температуры и концентрации кислорода в ядре факела при сохранении всех преимуществ системы с прямым вдуванием, был использован пылеконцентратор, позволяющий отделить часть слабозапыленного влажного сушильного агента и сбросить его в верхнюю часть топки.
Принцип действия пылеконцентратора заключается в разделении исходной пылегазовой смеси на сильно– и слабозапыленные потоки за счет различных гидродинамических свойств твердой и газовой фазы. В центробежном пылеконцентраторе, схема которого приведена на рис. 3.15, поток аэросмеси проходит через лопаточный завихритель и приобретает вращательное движение. За счет действия центробежной силы пылевые частицы отжимаются к внутренней поверхности корпуса, увеличивая концентрацию несущего газового потока. Рабочий процесс в пылеконцентраторе заканчивается выделением в самостоятельные отводы части несущего газового потока, имеющего большую, по сравнению с исходным потоком, концентрацию пыли и другой части с соответственно меньшей, чем у исходного, концентрацией пыли.
Основными режимными параметрами пылеконцентратора являются gc и l, где gc – это доля пыли, поступающей в основной отвод, то есть
gc = Gосн /Gо, (3.2)
а l – доля газа (несущего агента), также поступающего в основной отвод:
l = Qосн/Q0. (3.3)
Слабозапыленный поток, включающий в себя остаток пыли Gсбр = G0−Gосн, выносится газовым агентом Qсбр = Qо−Qосн в сбросной пылепровод и далее в сбросную горелку.
Глубина разделения пылегазового потока выражается как отношение:
gc/l = (Gocн · Q0)/(G0 · Qосн). (3.4)
Следовательно,
gc/l = μосн/μ0
где μ0, μосн – концентрации пыли на входе в пылеконцентратор (то есть за мельницей) и в основном отводе (перед основной горелкой).
Меньшая часть угольной пыли (l – gc) вместе с определенной частью сушильного агента (1 – l) поступает, как упоминалось ранее, в сбросные горелки, расположенные выше основных. Поэтому время для горения сбросной пыли в топочной камере несколько уменьшается. Это обстоятельство накладывает определенные требования на фракционный состав сбросной пыли: она не должна содержать крупные частицы, особенно размером более 1000 мкм. И в этом плане центробежные пылеконцентраторы с регулируемой степенью крутки потока оказываются наиболее подходящими.